Оптоелектронний перетворювач напруги в код

1. Перетворювач напруги в код, що містить блок затримки, формувач імпульсу скиду і блоки перетворення часового інтервалу в код, кожен з яких виконаний на фотоелементі, формувачі імпульсів, двох розв’язувальних діодах і квантронах, а також перетворювач напруги в часовий інтервал, вихід якого через блок затримки з'єднаний з входом першого блока перетворення часового інтервалу в код, а через формувач імпульсу скиду і перший розв’язувальний діод з'єднаний з входом скиду всіх квантронів, крім перших, оптичний вихід кожного попереднього квантрона оптично з'єднаний з першим оптичним входом кожного наступного квантрона, а оптичний вихід останнього квантрона - з оптичним входом фотоелемента, вихід якого з'єднаний з входом формувача імпульсів, а вихід формувача імпульсів через другий розв’язувальний діод з'єднаний з входом другого блока перетворення часового інтервалу в код, який відрізняється тим, що в нього введений оптоелектронний елемент АБО, а в кожний блок перетворення часового інтервалу в код введені елемент НІ і блок контролю, причому вхід кожного блока перетворення часового інтервалу в код з'єднаний з входами установки всіх квантронів і фотоелемента, вихід елемента НI з'єднаний з входом скиду першого квантрона, а його вхід - з входами скиду решти квантронів, оптичний вихід кожного квантрона оптично з'єднаний відповідно з другим оптичним входом кожного попереднього квантрона і відповідним входом блока контролю, оптичні виходи першого і останнього квантронів U 2 (19) 1 3 19235 4 Недоліками цього пристрою є низькі надійність його вхід - з входами скиду решти квантронів, опі завадозахищеність, велика споживана потужтичний вихід кожного квантрону оптично з'єднаний ність. відповідно з другим оптичним входами кожного Відомий перетворювач напруги в код [А.с. попереднього квантрона і з відповідним входом СРСР №1624692 А1, кл. Н03М1/48], що містить блока контролю, оптичні виходи першого і остангенератор імпульсів, дискретний рефлектор, блок нього квантронів оптично з'єднані відповідно з друперетворення координати променя в код. гим і першим їх оптичним входами, при цьому виНедоліками цього пристрою є низькі надійність хід кожного блока контролю оптично з'єднаний з і завадозахищеність, велика споживана потужвідповідним входом оптоелектронного елемента ність. АБО. Найбільш близьким за технічним змістом є пеПричому квантрон виконаний на світлодіоді, ретворювач напруги в код [А.с. СРСР №1145478А, діоді, трьох фотоприймачах транзисторі, емітер кл. Н03М1/50], що містить перетворювач напруги в якого з'єднаний з загальною шиною, а колектор часовий інтервал, вхід якого з'єднаний з вхідною через світлодіод з'єднаний з шиною споживання і шиною, а вихід - з входом блоку затримки, основпершим виводом першого фотоприймача, другий ний формувач імпульсів скиду, п блоків перетвовивід якого з'єднаний з базою транзистора, яка рення часового інтервалу в код (n - число розрячерез другий фотоприймач з'єднана з загальною дів), кожний з яких містить перший фотоприймач, шиною, через третій фотоприймач - з входом формувач імпульсів, квантрони, оптичний вихід установки квантрона, а через діод - з входом скикожного із наступних квантронів оптично з'єднано з дання квантрона, причому оптичні входи першого, першим оптичним входом кожного попереднього другого і третього фотоприймачів з'єднані відповікванторна, в кожному із n-1 блоків перетворення дно з першим оптичним виходом світлодіода і опчасового інтервалу в код оптичний вихід кожного тичним виходом квантрона, першим і другим оптипопереднього квантрона з'єднано із другим оптиччними входами квантрона. ним входом кожного наступного квантрона, а опПри цьому блок контролю виконаний на трьох тичний вихід останнього квантрона - з оптичним порогових оптронах, кожен з яких виконаний на входом першого фотоприймача, вхід якого з'єднасвітлодіоді, транзисторі і фотоприймачі, крім того, но з входами збудження квантронів і виходом потретій пороговий оптрон містить резистор, причопереднього блоку перетворення часового інтерваму перший вивід фотоприймача кожного пороговолу в код. го оптрона підключений до бази його транзистора, Недоліками такого пристрою є невисокі надійа анод світлодіода - до колектора тарнзистора, ність, завадозахищеність і велика споживана подругі виводи фотоприймачів і катоди світлодіодів тужність. першого і другого порогових оптронів, а також каВ основу корисної моделі поставлено задачу тоди світлодіода і другий вивід резистора третього створення оптоелектронного перетворювача напорогового оптрона підключені до джерела спожипруги в код, в якому за рахунок введення нових вання, перший вивід резистора з'єднаний з базою блоків та зв'язків між ними досягається можливість транзистора третього порогового оптрона, емітери підвищення надійності, завадозахищеності і зментранзисторів і другий вивід фотоприймача третьошення споживаної потужності. го порогового оптрона підключені до загальної Поставлена задача досягається тим, що переточки, оптичні виходи фотоприймачів першого і творювач напруги в код, що містить перетворювач третього порогових оптронів відповідно оптично напруги в часовий інтервал, блок затримки, фороб'єднані, а оптичні виходи світлодіодів першого і мувач імпульсу скиду і блоки перетворення часотретього порогових оптронів оптично з'єднані з вого інтервалу в код, кожен з яких виконаний на першим і другим входами фотоприймача другого фотоелементі, формувачі імпульсів, двох розв'япорогового оптрона. зуючих діодах і квантронах, а також перетворювач На Фіг.1 приведена структурна електрична напруги в часовий інтервал, вихід якого через блок схема пристрою, що пропонується; на Фіг.2 - струзатримки з'єднаний з входом першого блоку перектурна електрична схема квантрона; на Фіг.3 творення часового інтервалу в код, а через форструктурна електрична схема блока контролю; на мувач імпульсу скиду і перші розв'язуючі діоди Фіг.4 - часова діаграма збудження і гашення кванз'єднаний з входами скиду всіх квантронів, крім тронів. перших, оптичний вихід кожного попереднього Перетворювач напруги в код містить блоки 1 і квантрона оптично з'єднаний з першим оптичним 2 перетворення часового інтервалу в код, перетвходом кожного наступного квантрона, а оптичний ворювач 3 напруги в часовий інтервал, блок 4 завихід останнього квантрона - з оптичним входом тримки, формувач 5 імпульсу скиду і оптоелектфотоелемента, вихід якого з'єднаний з входом ронний елемент АБО 6. Кожний блок 1 і 2 містить формувача імпульсів, а вихід формувача імпульсів квантрони 7, фотоелемент 8. формувач 9 імпульчерез другий розв’язувальний діод з'єднаний з сів, елемент НІ 10, розв'язуючі діоди 11 і 12 і блок входом другого блока перетворення часового ін13 контролю. тервалу в код, введений оптоелектронний елемент Квантрони 7 складаються з транзистора 20, АБО, а в кожний блок перетворення часового інтесвітлодіода 21, фотоприймача 22, 23, 24 і діода 25. рвалу в код введені елемент НІ і блок контролю, Блок 13 складається з порогових оптронів 26, 27, причому вхід кожного блока перетворення часово28, кожен з яких складається з транзистора 29, го інтервалу в код з'єднаний з входами установки світлодіода 30 і фоторпиймача 31, а третій поровсіх квантронів і фотоелемента, вихід елемента НІ говий оптрон 28 містить резистор 32. з'єднаний з входом скиду першого квантрона, а 5 19235 6 В початковий момент часу часовий інтервал з квантрона 7) квантрони 7 збуджуватися один від виходу перетворювача 3 через формувач імпульодного не можуть. Проте засвічені квантрони збесів 5, розв’язувальний діод 12 поступає на входи рігають свій стан (включ. Індикаційний вихід 19) і скиду 14 квантронів 7, крім перших, і встановлює їх фіксують аналогову величину в одиничнов нульовий стан. Одночасно імпульс скиду з допопозиційному коді. могою елемента НІ 10 інвертується, а потім встаЯкщо для перетворення напруги в код викориновить перші квантрони 7 блоків 1 і 2 в одиничний стовується двійкова система числення, то кількість збуджений стан. Цей стан відповідає початковому квантронів 7 в кожному блоці 1, 2 буде 2, а кільстану пристрою і свідчить про те, що він не містить кість блоків 1, 2 буде залежати від кількості двійінформацію. кових розрядів. Якщо використовується десяткова Кожний квантрон 7 працює наступним чином. система числення, то кількість квантронів 7 в кожПри одночасній подачі змінного інтервалу і оптичному блоці 1, 2 буде 10, а кількість блоків 1,2 буде ного сигналу на входи 15 фотоприймача 23 транзалежати від кількості десяткових розрядів. зистор 20 відкривається, квантрон 7 переходить в Так як інформація представляється в одиничзбуджений стан, який зберігається за рахунок звоно-позиційному коді, то в кожному блоці перетворотного зв'язку між світлодіодом 21 і фотоприймарення часового інтервалу в код в збудженому стані може знаходитися тільки один квантрон 7. Поручем 22. Час спрацювання квантрона дорівнює . шення цієї умови означає, що в перетворювача При дії оптичного сигналу на вихід 16 фотоприйвиникла помилка. мача 24 або ж електричного сигналу на вхід скиду Існує два типи помилок, що з'являються в при14 квантрон 7 поступово послабить свій оптичний строї, що пропонується: вихідний сигнал і через деякий час, приблизно 1. Більше одного кванторна 7 знаходяться в рівний , відбудеться повне гасіння квантрона. стані збудження, тобто сигнали, що представляПісля встановлення перетворювача напруги в ють цифри. код в початковий стан часовий інтервал через 2. Ні один квантрон 7 не знаходиться в стані блок 4 поступає на входи 1.7 встановлення квантзбудження, тобто відсутній сигнал, що представронів 7. Згідно описаному принципуляє цифру. функціонування квантрона, спочатку другий квантПри виникненні помилки першої категорії перрон 7 спрацює за строго фіксований час , після ший пороговий оптрон 26 блока 13 спрацює. Багачого оптичний сигнал з його виходу 18, поступаютовходовий фотоприймач 31 цього оптрона підібчи на другий оптичний вхід 16 першого квантрона, раний так, що він чутливий до світла тільки при обнуляє його. Таким чином, за час після моменподачі однакових по рівню яскравості висвічування ту подачі часового інтервалу збуджений стан друоптичних сигналів на два або більше входи. Такий гого квантрона 7 відповідає одиниці (діаграми на рівень яскравості рівний b (діаграма на Фіг.4). Як і Фіг.4). При подальшій подачі часового інтервалу за квантрони, порогові оптрони також спрацьовують час 2 спрацьовує третій квантрон 7, оптичним за фіксований час , тому для повного спрацювихідним сигналом якого обнулиться другий кванвання порогового оптрона 26 час подачі світлових трон 7, а за час 3 спрацює четвертий квантрон 7, сигналів з рівнем яскравості b на два чи більше після чого обнулиться третій. Після того. як останйого входи має > . ній квантрон 7 перейшов в стан засвічення, спраПри виникненні помилки другої категорії, тобто цює перший квантрон 7. Таким чином, інформація інформація взагалі втрачена, спрацює третій поропредставляється одним збудженим квантроном. говий оптрон 28. При цьому напруга споживання Одночасно з процесом спрацювання першого квачерез резистор 32, поступаючи в базу транзистора нтрона 7 фотоелемент 8 пропустить достатній по 29, відкриває його. Фотоприймач 31 порогового величині сигнал через свій вихід формувача 9 імоптрона 28 підібраний так, що він чутливий до свіпульсів. При цьому тривалість сформованого імтла при подачі оптичного сигналу навіть на один з пульсу сумісно з часом спрацювання фотоелеменйого входів, тобто пороговий елемент 28 працює та 8 повинен дорівнювати . Це дозволить при як елемент АБО-НІ. достатньо малому часі спрацювання фотоелеменПри спрацюванні одного із порогових оптронів та 8 проводити без помилок подальший процес 20, 22 оптичний сигнал з одного із їх виходів через перетворення інформації. Сформований імпульс другий пороговий оптрон 21 (елемент АБО), через через розв’язувальний діод 11 поступає на вхід елемент АБО 6 доступаючи на вихід контролю наступного блока 2 і приведе до спрацювання наперетворювача напруги в код, сповіщає про те, що ступного його квантрона 7, оптичний сигнал з вив ньому виникла помилка. ходу 18 якого поступає на другий оптичний вхід 16 Завдяки використанню порогових елементів і раніше збудженого квантрона 7 і обнуляє його. введенню принципу позиційного представлення, Після спрацювання першого квантрона блока що володіє натуральною контрольною здатністю і 1 і передачі імпульсу з виходу формувача 9 на представляє будь-яку цифру в тому числі і нуль блок 2 оптичний сигнал з виходу 18 першого кванодним збудженим квантроном, в пристрої, що протрона 7, поступаючи на другий оптичний вхід 16 понується, помилки через завади, збої, помилки останнього квантрона 7, обнуляє його і процес виявляються. При цьому немає необхідності ввеспрацювання і обнулення квантронів 7 повторюдення надлишкової контрольної інформації. Приється аналогічно. Такий процес буде продовжувастрій, що пропонується, володіє оптимальною тись до тих пір, поки не завершиться подача часоенергетичною характеристикою за рахунок зменвого інтервалу. Після завершення подачі часового шення до мінімуму потужності. інтервалу (згідно викладеному принципу роботи 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 19235 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601